氣候變暖,溫室效應,CO2減排
當今社會,凡任何事情,如果想把動靜整大,主要靠忽悠。忽悠到一定程度,大夥就信了。毛主席忽悠老百姓說赫魯曉夫式的野心家就睡在你們家炕頭,於是人民就被發動起來搞文革;鄧小平忽悠大夥讓一部分人先富起來(言外之意就是大夥都後富起來),於是全民大搞資本主義;小布什忽悠說薩達姆有大規模殺傷性武器,於是美國人民同仇敵愾乾死伊拉克;奧巴馬忽悠眾選民他要玩change,於是大家爭先恐後投票選他當總統。。。
政客們忽悠老百姓也就罷了,如今搞科學的,也開始學着忽悠老百姓。不知道從什麼時候開始,政客科學家攪合到一起,一塊忽悠氣候變暖,溫室效應,CO2減排。對這個問題,當前的主流觀點是:地球的氣候正在變暖,氣候變暖了南北極的冰蓋就要熔化,冰都熔化了海平面就要變高,海平面變高了沿海城市,比如紐約,東京,上海,倫敦。。。。。。就要被淹沒,這些地方都淹沒了老百姓就死無葬身之地。反正就是根據預測,地球的前途,人類的希望大大的不妙。這個即將發生的災難,就是溫室效應引起的,而溫室效應的罪魁禍首,就是人類現代工業生產活動產生的CO2。所以必須減排CO2,以挽救地球,挽救人類。
要談目前有關氣候變暖的大忽悠,那就要談Michael Mann。此君1998年在麻州大學地理系獲得博士學位,1999年發表的一篇地球溫度的論文,幾乎顛覆了地球溫度變遷的歷史。同年,他被聘為佛吉尼亞大學環境科學系助理教授。憑藉他的地球氣候變化新說,此君不但在學術界迅速竄紅,比如氣候雜誌的主編,科學,自然以及眾多地理環境頂尖行業雜誌的審稿人,而且成為各大媒體,比如CBS, NBC, ABC, CNN, CNN headline news, BBC, Time, Newsweek, Life, US News and World Report, Economist, Scientific American, USA Today, New York Times, Washington Post, Boston Globe, London Times, Irish Times, AP, UPI, Reuters......的寵兒,同時成為美國政府的科學顧問,為政府的重大環境科學政策提供諮詢。
Dr. Mann的主要貢獻就是他著名的有關近1000年地表溫度變化的曲棍球杆學說(下面圖中的上)。在這個圖中,從1000到1900年的溫度變化數據由樹輪推斷,1900年到1998年的溫度變化數據由地表實測而來。由此用不同方式採集而來的數據和成的近1000年的地球溫度變化呈現曲棍球杆形態,即1900年前的900年間,溫度逐步微幅下降,自1900年開始,與全球工業化同步,溫度迅速上升,在100年間大約上升1.0度。由於100年前的溫度約比1000年前低些,所以到1998年,比1000年前大約總體上升0.7度。千萬別小看這0.7度的溫度變化,這是在全球範圍內呼籲CO2減排的理論基礎。而Dr. Mann也因為他的曲棍球杆而迅速成為科學界,傳媒界,甚至政界的熱門人物。
但是,反對派不同意這個觀點。他們認為,曲棍球杆完全顛覆了先前對歷史上地球溫度變化趨勢的認識。以往的認知大約是這樣,地球溫度的變化是有周期性的,最小的周期是幾十年,小周期埋在大約幾百年的長些的周期里,而幾百年的周期又是地球更長溫度變化周期的一部分,比如上萬年甚至更長。就最近這1000年來說,就是曲棍球杆觀點所覆蓋的年代,地球溫度變化就經歷了大約從1000年到1400年的中世紀溫暖期,然後是溫度變冷的小冰河期。而現在地球溫度正處於最近這幾百年小冰河期的溫度恢復期(下圖中的下)。
本來是純科學問題,而且是搞不清楚的科學問題,有爭論是很正常的。在這個時候,政客也一頭扎進來,就比較混亂了。比如,美國名人高爾,就對地球溫度變化產生了超常的興趣。他在全球奔走呼籲對抗溫室效應,他拍了個片子,中文名大約可以叫做“不願面對的真相”。為此,他得了諾貝爾和平獎。電影這種東西,用藝術的手法,所表達的地球氣候變化而引起的滔滔洪水,卡特利納颶風,房倒屋塌,山崩地裂,天塌地陷,那是極端的震撼的,是觸目驚心的,我們對好萊塢災難大片的煽情效果並不陌生。但是,氣候議題畢竟是科學,政治家談科學也要談數據。高爾當然是曲棍球杆的大扇子,但他並不滿足於曲棍球杆。高爾以一個政治家的胸懷,站在地球40多萬年波瀾壯闊的歷史觀的角度,闡述氣候變化和CO2的關係(下圖,這應該是高爾電影中很重要的一個數據來源)。圖中藍色曲線代表溫度的變化,紅色曲線代表CO2變化。政治家想說明的是,在漫長的歷史變遷里,地球溫度的變化總是和大氣中CO2的變化一致,因此CO2就是近來氣候變暖的元兇。如果人類不限制CO2的產生,必將陷入萬劫不復的悲慘結局。。。很有說服力。
但是,高爾畢竟是政治家,不是科學家。政治家談科學數據,容易出麻煩,出狀況。於是很多人出來質疑了。第一,這些數據看似CO2和溫度有很強的相關性。但是相關並不一定代表因果關係。比如A和B相關,B和C相關,那畫出圖來,A和C就可能相關,但A和C實際可以任何關係都沒有。一個特俗的例子:某君有一個老婆,一個二奶。他對二奶好,對老婆也不錯,屬於家裡紅旗不倒,外面彩旗飄飄。此君跟老婆過20天,跟二奶過10天,不論跟誰過,生活極有規律。早晨7點起床,8點早飯,上午讀書看報,中午飯館用餐,下午小悶一覺,然後高爾夫保齡,晚上看演出參加舞會社交,11點上床,12點關燈。。。老婆二奶完全適應,均感幸福無邊。把老婆二奶作息時間plot做圖,幾乎100%相關,簡直像一個人。其實兩個倒霉的女人根本屁關係沒有,都被蒙在鼓裡。第二,世上還就真有特認真的人。有人把這張圖拉長放大,仔細對照CO2變化與溫度變化的關係,指出,CO2變化總是滯後於溫度變化大約在幾百年數量級。或者說,如果二者真有關係,CO2不可能是溫度變化的因,反倒很可能是果。第三,政治家看圖不細,因此沒看出,如果這些數據屬實,正好說明歷史上,溫度比現在高的時候有,那時候,別說工業生產,人類在折騰什麼沒人能說得清楚。
最後說說CO2。首先要明確的是,雖然CO2是溫室氣體,但溫室效應主要由水蒸汽產生,大約占80%。然後才輪到CO2。根據現有資料,1832年,大氣中CO2的數值是284ppm,2007年是384ppm。ppm (parts per million) 屬於一種dimensionless的數量表達,即10的負六次方,所以384ppm代表CO2在大氣中的濃度是0.0384%。所以自1832年來,大氣中的CO2增加了大約三分之一。根據估算,大氣層里一共有3000 giga噸CO2。1 giga噸就是10的9次方噸。大氣中的CO2是一個非常動態的物理量。比如很大量CO2溶解在海水裡。在海水裡溶解的CO2是在大氣中漂浮的CO2的幾十倍以上。海水水溫升高,對CO2的溶解度就下降,那麼更多的CO2就進入大氣。CO2是植物的養份。植物的光和作用過程吸收CO2。而植物死亡,比如死樹,草場退化,就釋放CO2。每年地球因這種有機物的分解而釋放的CO2約為220giga噸。現代工業生產,主要是燃燒煤,石油這類化石能源,產生的CO2是27giga噸。注意,每年人類工業生產貢獻的CO2,單和因自然界植物老化死亡釋放的CO2比,只占大約八分之一。而一般認為,每年釋放到大氣的CO2,因為人類生產所直接貢獻的大約只有3%左右。現在為了控制溫室效應(地球溫度變化仍然有上面的嚴重爭論,而且溫室效應主要是水蒸汽的作用),就要控制整個大氣的CO2,為了控制大氣的CO2,我們正在這3%上大做文章。
這就是氣候變暖,溫室效應,CO2減排爭論的現狀。那天村長讓我寫點,村長當然比周老虎更可怕,所以我趕緊做功課。以上資料網上都有,本人蓋不負責,真偽不辨,大家隨便拍磚。由於話題很敏感,而且沒定論,千萬別上導讀。
最後需要說明,每一個人,每一個動物,甚至一隻蜻蜓,一隻臭蟲,每時每刻都在貢獻CO2。動物界貢獻多少CO2不知道。人類,靜息狀態下每分鐘大約產生0.2升CO2,以1噸CO2大約相當57萬升來推算,全世界60多億人,每年釋放1.2giga噸CO2。這是靜息狀態。劇烈運動時,人所產生的CO2極大的增加。所以長跑這類東西,不符合當今主流社會保護環境,減排CO2的價值觀。作為負責任的社會一分子,為千秋萬代着想,儘量少跑,以為創建一個綠色的,和諧的地球貢獻自己的一份愛心。